工厂机床使用寿命检测与数学分析在正常情况下的磨损课程设计Word格式.docx
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2学分
学时：
72学时
授课对象：
机电一体化大一学生
性质：
专业基础课
先修课：
无
后续课：
工程力学、机械设计基础
课程整体设计
一、课程目标设计
总体目标：
通过本课程地学习与工程地实施，学生能运用所学地极限、函数、一元微积分地知识分析描述力学现象、能对工程中具体问题地变形程度、荷载、位移、刚度、强度等进行准确测算和详细分析，能以数学为计算工具解决工程实例，提高学生行为性和社交性技能，并提高综合决策地数学应用能力及素养.
具体目标：
1、能力目标：
专业能力：
（1）通过“轴颈选用材料地寿命与数学分析”地学习与工程实施，学生能够与他人合作进行调研，能将故障类型进行分析、整理、归类，建立故障高发数学模型.
（2）通过“间隙大小对摩擦力地影响与数学分析”地学习与工程实施，学生能对机械零件进行受力分析和计算，学生能对螺旋副中地摩擦和转动副中地摩擦进行测算和分析.
数学能力：
（1）通过“轴颈选用材料地寿命与数学分析”地学习与工程实施，学生能求函数地定义域及函数值，能分析复合函数地结构，能建立简单函数地关系式（数学建模）.能求数列与函数地极限，能分析与判断函数地连续性、间断点及连续区间.能计算函数地一阶导数，能运用洛比达法则求函数地极限，并能计算函数地极值与最值.
（3）通过“间隙大小对摩擦力地影响与数学分析”地学习与工程实施，学生能计算函数地二阶导数，能计算简单函数地微分，并能建立二者之间地联系.学生会用直接积分法、换元积分法、分部积分法计算不定积分.能用换元积分法、分部积分法计算定积分，能求变上限积分地导数，能求平面几何图形地面积.
2、知识目标：
（1）学习函数地概念、初等函数，了解函数概念，掌握函数地简单性质，掌握基本初等函数地表达式、定义域、特性，了解分段函数地概念，掌握复合函数概念、了解初等函数地概念，掌握工程中地常用函数.
（2）学习极限、极限地运算，了解数列和函数极限地描述性定义，了解左右极限地定义，掌握极限存在地充分必要条件，了解无穷大与无穷小地概念及相互关系，掌握无穷小地性质，了解无穷小量地比较，掌握极限地四则运算法则和两个重要极限.
（3）学习函数地连续性，了解函数连续与间断地概念，掌握判断连续地方法，了解连续与极限之间地关系，了解初等函数地连续性，了解闭区间上连续函数地性质.
（4）学习导数地概念、求导法则，掌握导数地定义，掌握导数地几何意义，牢记导数地基本公式，掌握导数地四则运算法则，掌握复合函数地求导法则，了解隐函数求导，了解对数求导法，了解高阶导数地概念.
（5）学习微分及其在近似计算中地应用，了解微分地概念及几何意义，掌握微分地基本公式及运算法则，了解可微与可导地关系，了解微分在近似计算中地应用.
（6）学习柯西中值定理与洛比达法则，了解中值定理条件，掌握洛比达法则求、型及较简单地、型，了解、、型.
（7）学习拉格朗日中值定与函数地单调性、极值与最值，了解拉格朗日中值定理地条件，掌握用一阶导数地判断函数单调性地方法，掌握函数极值与极值点地概念，掌握极值存在地必要条件，掌握求函数极值、最值地方法，分清极值点与驻点地区别联系.
（8）学习一元函数微分学在工程上地应用，掌握工程中变形问题、强度问题地最值地求法.
（9）学习不定积分地概念、性质、积分方法，掌握原函数与不定积分地概念，了解不定积分与导数地关系，掌握不定积分地基本性质，掌握基本积分公式.掌握不定积分地基本运算，掌握不定积分地三个方法.
（10）学习定积分地概念、性质、微积分基本公式、定积分地积分方法，了解定积分地概念与性质，了解变上限积分地概念，掌握微积分基本公式（牛顿-莱布尼兹公式），掌握定积分地两种积分方法.
（11）学习定积分地应用，掌握定积分地几何意义.
3、素质目标：
（1）培养学生辩证地逻辑地数学思维方式，养成学生归纳联想地数学学习方法，锻炼学生简明扼要地数学语言表达.
（2）用数学地知识和方法分析、解决实际问题.
（3）提高学生批判性、分析性和推理性技能，让学生自己去尝试、去探索、去创新.
（4）提高学生行为性和社交性技能，并提出综合决策地愿望和能力.
二、课程内容设计：
1、课程模块设计
模块名称
学时
轴颈选用材料地寿命与数学分析
6
间隙大小对摩擦力地影响与数学分析
66
合计
72
2、课程内容设计
序号
原体系内容
支撑项目或任务
A工程
B工程
1
函数地概念、性质（单调性、奇偶性、周期性）、初等函数（基本初等函数、复合函数）.
A-1轴颈选用材料地寿命与数学分析
A-1-1轴颈选用材料地寿命与数学分析
4
极限概念（数列极限、函数地极限）、极限地性质、极限地运算（极限地四则运算、两个重要地极限、无穷小量、无穷大量）.
A-2-1轴颈选用材料地数学测算
2
极限概念、极限地性质、极限地运算、函数连续地概念、性质、初等函数地连续性、闭区间连续函数地性质、导数地概念、求导法则（和差积商求导法则、复合函数求导法则、求导方法）.
A-2-2矩形螺纹螺旋副中地摩擦地测算
导数地概念、求导法则（和差积商求导法则、复合函数求导法则、求导方法）、柯西中值定理、洛比达法则、拉格朗日中值定理、函数地单调性、函数地极值、极值存在地必要条件、充分条件、极值地求法、函数地最值、最值地求法.
导数地概念、求导法则（和差积商求导法则、复合函数求导法则、求导方法、高阶导数）.
求导法则、函数地微分及其在近似计算中地应用（微分地概念、运算法则、微分在近似计算中地应用）.
A-2-3手动压力机拉压杆受力强度地数学测算
8
不定积分地概念、性质、基本积分公式、基本积分方法（凑微分法）.
不定积分地概念、性质、不定积分地换元积分法.
A-2-4三角螺纹螺旋副中地摩擦地测算
32
不定积分地概念、性质、不定积分地分部积分法.
定积分地概念、性质、定积分地几何意义、变上限积分函数、微积分基本公式，定积分地换元法.
A-2-5轴颈摩擦与受力地微分关系分析与测算
定积分地概念、性质、定积分地分部积分法，定积分地几何应用.
A-2-6轴端摩擦地测算与数学分析
合计
课程工程化改革前后涉及知识点地对应情况说明：
（见附件）
三、能力训练工程设计
编号
能力训练工程名称
任务名称
拟实现地能力
目标
相关支撑知识
训练方式手段及步骤
结果
（可展示）
A-1机械零件故障问题初探及数学分析
A-1-1机械零件故障问题初探及数学分析
1、能够运用纸质问卷及网络问卷对机械零件故障类型进行市场调研.
2、能够与他人合作对故障类型进行分析、整理、归类.
3、能掌握故障高发问题，建立数学模型.
1、函数地概念、性质（单调性、奇偶性、周期性）.
2、初等函数（基本初等函数、复合函数）.
3、机械工程中常用函数.
训练方式：
任务导入
训练手段：
头脑风暴
训练步骤：
课上A-1工程：
机械零件故障问题初探及数学分析
学生课前初步完成：
机械零件故障类型地市场调研
（1）各个小组提供：
材料地收集、整理、分析；
调研结果，教师检查
（2）学生代表汇报：
说明调研过程和结果，初步构建数学模型，小组互评点评，教师评价
（3）教师指导、解答：
调研过程和结果，故障高发数学模型
（4）学生讨论、修改：
完善调研结果，完善故障高发数学模型
（5）学生代表发言：
完善后地调研结果，故障高发数学模型，提出问题
（6）教师指导、解答、修改：
调研结果，故障高发数学模型
（7）学生再次讨论、修改：
调研结果地代表性、完整性，故障高发模型地科学性、合理性
（8）学生代表最后汇报：
各小组地最终构建模型
（9）教师指导学生拓展训练：
数学建模
（10）师生归纳总结：
教师总结知识点、理顺过程，学生总结自己地收获；
汇总考评意见（小组互评、教师评价）
（10）新工程任务解释
课上A-2-1工程：
手动压力机拉压杆应力地数学测算
课下B-1-1工程：
机械零件返修率地数学建模
完成工程报告书
A-2机械零件故障地宏观检测与数学分析
A-2-1手动压力机拉压杆应力地数学测算
1、能对手动压力机拉压杆故障处进行简单地受力分析.
2、能对手动压力机拉压杆横截面上地应力进行数学测算.
3、能对手动压力机拉压杆斜截面上地应力进行数学测算.
4、能找到正应力和剪应力并测算大小.
1、极限概念（数列极限、函数地极限）、极限地性质.
2、极限地运算（极限地四则运算、两个重要极限、无穷小量、无穷大量）.
2、应力分析与计算.
学生自己动手分析、测量、计算
小组间相互指导、点评，教师把关
了解手动压力机地基本构造
课上训练步骤：
手动压力机构造简图，教师检查
（2）学生代表发言：
分析故障成因，阐述测量步骤并以极限为工具初步计算应力大小，小组讨论
（3）教师指导解答：
观察测量步骤，受力分析，进行应力测算
（4）小组成员自我指导、解答、修改：
完善测量结果，极限法计算应力大小
（5）学生再次讨论、修改：
得出测量结果，极限法计算应力大小
（6）教师指导、解答：
两种应力状态下极限地计算
（7）学生代表汇报：
最终计算结果
（8）教师指导学生拓展训练：
正应力、剪应力数学测算
（9）师生归纳总结：
课上A-2-2工程：
手动压力机拉压杆地变形检测与数学分析
课下B-2-1工程：
起重机重力臂横截面应力数学分析
完成检测报告
A-2-2手动压力机拉压杆地变形检测与数学分析
1、能诊断手动压力机拉压杆故障处地横向变形与纵向变形.
2、能以导数为工具测算手动压力机拉压杆故障处地线应变.
1、极限概念、极限地性质、极限地运算.
2、函数连续地概念、性质、初等函数地连续性、闭区间连续函数地性质.
3、导数地概念、求导法则（和差积商求导法则、复合函数求导法则、求导方法）.
4、杆件应变地数学测算.
手动压力机拉压杆变形检测方案，教师检查
初步分析变形成因，分析故障处变形种类，小组讨论，以导数为工具测算线应变
（3）教师指导、解答：
完善变形种类，受力分析，通过连续地概念以导数为工具进行线应变测算
完善测量结果，计算线应变大小
得出测量结果，计算线应变大小
（6）学生代表汇报：
（7）教师指导学生拓展训练：
应变分析
（8）师生归纳总结：
（9）新工程任务解释
课上A-2-3工程：
手动压力机拉压杆受力强度地数学测算
课下B-2-2工程：
起重机重力臂斜截面应力数学分析
1、能通过力学性能实验测得极限应力.
2、能查阅相关规范或设计手册确定安全系数.
3
升级会员 